Wpływ fotobiomodulacji na wrodzony układ odpornościowy noworodków i niemowląt chorych na zapalenie oskrzelików

Ostre wirusowe zapalenie oskrzelików (AVB) jest najczęstszą chorobą dolnych dróg oddechowych u dzieci i stanowi jedną z głównych przyczyn hospitalizacji dzieci do drugiego roku życia, szczególnie w okresie zimowym. Charakteryzuje się stanem zapalnym, obrzękiem i martwicą komórek nabłonka małych dróg oddechowych, ze zwiększonym wydzielaniem śluzu i skurczem oskrzeli. Do najczęstszych patogenów powodujących rozwój AVB należą rinowirusy, grypy A i B, paragrypy, metapneumowirusy, adenowirusy, jednak najczęstszym i odpowiedzialnym za 70% AVB u dzieci poniżej drugiego roku życia jest syncytialny wirus oddechowy (RSV) . RSV jest wysoce zakaźny i zakaźny, stanowi 2-3% hospitalizacji zakażonych dzieci, a poziom infekcji RSV jest sezonowy i jest wyższy w okresie zimowym w regionach o klimacie umiarkowanym, a dzieje się tak z powodu niskich temperatur i wysokiej wilgotności sprzyjają rozprzestrzenianiu się wirusa.

RSV jest przenoszony przez powietrze w kontakcie z nabłonkiem nosa, ustami, oczami lub zanieczyszczonymi powierzchniami, a czas inkubacji wynosi od trzech do ośmiu dni. Gdy tylko wirus dotrze do nosa lub ust, zaczyna infekować komórki nabłonkowe górnych dróg oddechowych, następnie przedostaje się do dolnych dróg oddechowych, docierając do oskrzelików, gdzie łatwiej się namnaża, rozwijając w ten sposób zapalenie oskrzelików. Następnie następuje zapalenie i niedrożność oskrzelików, co skutkuje zmniejszeniem przepływu powietrza w drogach oddechowych małego kalibru, zmieniając zdolność wydechu, co prowadzi do hiperinflacji, zwiększonej produkcji śluzu, niedodmy i świszczącego oddechu. Immunopatologia zachodzi poprzez ekspresję cytokin prozapalnych, a następnie okołonaczyniowy i okołooskrzelowy naciek komórek jednojądrzastych, głównie neutrofili i limfocytów, wywołując niezrównoważoną odpowiedź między pomocniczymi komórkami T 1 i 2.

Oprócz AVB, zakażenie RSV może prowadzić do zapalenia płuc, a także do późniejszego rozwoju świszczącego oddechu i astmy, dlatego rosną obawy, w jaki sposób infekcje RSV w pierwszych miesiącach życia mogą prowadzić do rozwoju przewlekłych chorób płuc. oprócz tego, że jest uważany za drugi czynnik chorobotwórczy powodujący śmierć dzieci poniżej pierwszego roku życia.

Niezdolność wrodzonego układu odpornościowego noworodków i dzieci do zwalczania infekcji RSV i jej poważnych konsekwencji sprawia, że ​​priorytetem jest opracowanie nowych strategii zapobiegania i leczenia.

Aby sprostać tej potrzebie, w ostatnich latach poczyniono znaczne postępy w zakresie laserowego PBM niskiego poziomu stosowanego w leczeniu chorób płuc. PBM to nieinwazyjne, wolne od działań niepożądanych, dostępne i dobrze tolerowane źródło informacji dla pacjentów, u których zdiagnozowano choroby płuc, takie jak przewlekła obturacyjna choroba płuc, COVID-19 i astma. PBM przypisuje się wiele efektów, a jednym z głównych jest jego działanie przeciwutleniające i przeciwzapalne na poziomie komórkowym. Od wniknięcia fotonu do tkanki, gdzie oddziałuje on z cząsteczkami wewnątrzkomórkowymi i inicjuje szereg zmian w jej funkcjonowaniu, w tym w przepuszczalności błon i metabolizmie komórkowym, regulując obronę antyoksydacyjną i redukując stres oksydacyjny.

Jahani-Sherafat i in. (2020) w swoim przeglądzie wyjaśniają różne hipotezy dotyczące PBM w funkcjach komórkowych, pierwsza dotyczy oksydazy cytochromu-c uzyskanej za pomocą światła podczerwonego. Inne hipotezy głoszą, że fotony oddzielają tlenek azotu od enzymu i czynią ten tlenek azotem aktywnym oraz zwiększają transport elektronów, potencjał błony mitochondrialnej i produkcję trifosforanu adenozyny (ATP). Inna hipoteza wiąże się ze światłoczułymi kanałami jonowymi, które mogą prowadzić do gromadzenia się wapnia w komórkach, a po absorpcji fotonów aktywowanych jest kilka kanałów sygnalizacyjnych przy użyciu reaktywnych form tlenu, cyklicznego monofosforanu adenozyny (AMP), tlenku azotu i wapnia, co prowadzi do do stymulacji czynników transkrypcyjnych. Po aktywacji tych czynników wzrasta ekspresja genu, w wyniku czego zwiększa się synteza i proliferacja białek, sygnalizacja przeciwzapalna, białka przeciwapoptotyczne i enzymy przeciwutleniające.

Prowadzono badania naukowe, zarówno na modelach zwierzęcych, jak i ludzkich, ukierunkowane na redukcję stanów zapalnych wynikających zarówno z ostrych, jak i przewlekłych patologii dróg oddechowych. Ogólnie rzecz biorąc, badania te wykazują, że przezskórne podanie PBM dociera do płuc i pozytywnie wpływa na procesy zapalne i immunologiczne w zmianach płucnych. Może być skutecznym środkiem wspomagającym w leczeniu patologii układu oddechowego.

Projekt badania:

Badanie będzie miało charakter randomizowanego badania klinicznego, a próbę będą stanowić noworodki i niemowlęta w wieku od zera do 24 miesiąca życia, ze zdiagnozowanym AVB, hospitalizowane w Uniwersyteckim Szpitalu Matki i Dziecka Universidade Estadual de Ponta Grossa. Projekt zostanie przedłożony do zatwierdzenia przez Komisję ds. etyki badań z udziałem ludzi, a następnie zarejestrowany w serwisie ClinicalTrials.gov Baza danych.

Do udziału w badaniu zostaną zaproszeni rodzice lub opiekunowie noworodka lub niemowlęcia, a jeśli są zainteresowani, muszą wyrazić zgodę na udział, podpisując formularz bezpłatnej i świadomej zgody. Cel badania zostanie wyjaśniony osobom odpowiedzialnym i będą one mogły w każdej chwili zadać pytania dotyczące procedur, które należy wykonać. Jeśli rodzice lub opiekunowie zechcą opuścić badanie, nie będzie to miało żadnego wpływu na leczenie pacjenta, które zostanie ustalone podczas randomizacji.

Przyjmowanie pacjentów ze zdiagnozowanym AVB do szpitali uczestniczących będzie sprawdzane codziennie. Po zidentyfikowaniu pacjenta, podczas pierwszej konsultacji fizjoterapeutycznej, osoba odpowiedzialna zostanie zaproszona do udziału w badaniu poprzez formularz świadomej zgody. W przypadku akceptacji fizjoterapeuta będzie kontynuował pytania zawarte w formularzu kontrolnym, po czym fizjoterapeuta będzie realizował usługę fizjoterapeutyczną zgodnie ze wskazaną randomizacją. Podczas pierwszej konsultacji zostanie zastosowany kwestionariusz International Study of Wheezing (EISL), stopień nasilenia AVB zostanie określony w skali Wanga i pobrana zostanie wydzielina z tchawicy. Wyniki rutynowych badań laboratoryjnych będą codziennie monitorowane w celu zarejestrowania wartości. Nowa próbka wydzieliny z tchawicy zostanie pobrana w czwartym dniu hospitalizacji, ostatnia w ósmym dniu hospitalizacji lub wcześniej w przypadku wypisu pacjenta ze szpitala. W celu dalszej obserwacji badacz skontaktuje się z rodzicami lub opiekunami po trzech miesiącach wypisu ze szpitala, aby zastosować przygotowany przez autora kwestionariusz, który będzie zawierał następujące pytania: Ile razy Twoje dziecko miało przeziębienie/grypę w ciągu ostatnich kilku lat? miesiące?; Jeśli tak, czy wymagał hospitalizacji?; Czy szczepienia Twojego dziecka są aktualne?; Czy w tym okresie Twoje dziecko zaczęło uczęszczać do przedszkola lub szkoły?; Czy nastąpiła zmiana w diecie dziecka? (np. przejście na żywność); Czy zauważasz, że Twoje dziecko jest zmęczone zabawą?

Randomizacja i zaślepienie:

Randomizacja będzie przeprowadzana w blokach i generowana przez program komputerowy, ukryta w zapieczętowanych i kolejno ponumerowanych nieprzezroczystych kopertach, wykonywana przez osobę niezaangażowaną w badanie. Każda koperta będzie odpowiadać jednej z dwóch grup badawczych i koperta zostanie wybrana przez opiekuna uczestnika w momencie oceny. Osoba oceniająca statystycznie będzie zaślepiona przydziałem pacjentów do grup.

• Obliczenia próby Aby odrzucić hipotezę zerową, szacuje się, że w każdej grupie będzie potrzebnych 18 uczestników o mocy próby 95% i wartości p<0,05, jednak szacując możliwą stratę 20% w ciągu W badaniu wielkość próby wyniesie 22 osoby w każdej grupie. Obliczenia dokonano na podstawie badania Mehani (2017), który analizował wartości interleukiny IL6 w grupie dorosłych chorych na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc leczonych FBM w porównaniu z grupą leczoną ćwiczącymi oddechowo, gdzie końcowa średnia IL6 w grupa PBM wynosiła 49,4(10,1) natomiast w grupie ćwiczącej było to 62,8(11,4) przy wartości P<0,0001.
• Analiza statystyczna Zestawienie danych zostanie przeprowadzone przy użyciu programu Microsoft Excel, a analiza statystyczna przy użyciu programów SPSS 22.0 i GraphPad Prism 6.0. Weryfikacja normalności danych zostanie przeprowadzona za pomocą testu Kołmogorowa-Smirnowa. Zmienne o rozkładzie normalnym zostaną przedstawione jako średnia ± odchylenie standardowe, zmienne o rozkładzie innym niż normalny zostaną przedstawione jako mediana i rozstęp międzykwartylowy 25-75%, a zmienne kategoryczne zostaną przedstawione jako częstotliwość bezwzględna i względna. Aby zidentyfikować wpływ FBM na BVA, zostanie zastosowany mieszany test ANOVA z powtarzanymi pomiarami. Czynnikiem wewnątrzgrupowym będzie grupa przydziału (grupa kontrolna lub grupa interwencyjna), a czynnikiem wewnątrzgrupowym będzie moment oceny (D1 i Dalta w przypadku badań laboratoryjnych i punktacja Wanga; D1, D4 i D8/lub wydzielina w przypadku tchawicy wypisać). Istotność statystyczna zostanie określona jako P <0,05. Kwestionariusze uzupełniające zostaną porównane za pomocą nieparametrycznego testu t-Studenta lub testu Manna-Whitneya, zgodnie z normalnością danych.

Badanie to ze względu na swoją oryginalność ma duży potencjał publikacji w renomowanych czasopismach naukowych. Jeśli potwierdzi się hipoteza, że ​​MBF sprzyja redukcji komórkowego stanu zapalnego, korzyści będą związane z krótszym pobytem w szpitalu, szybszym ustąpieniem infekcji płuc, a także skonsolidowaniem MBF jako kolejnego skutecznego zasobu w działaniu fizjoterapii oddechowej w leczeniu AVB w tej populacji.